CN112625448A - 一种缩合型室温硫化硅橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缩合型室温硫化硅橡胶组合物及其制备方法，组合物由A B两组分组成，其特征是按重量份计包括：A组分：α，ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷100，补强填料50‑70，填料100‑300，结构控制剂10‑30，增塑剂1 20‑40，交联剂5‑11；B组分：催化剂5，增塑剂2 3‑5，硅氧烷8‑15，颜料1‑3；A、B组分重量比为：100/2.0～4.0。结构控制剂为低粘度羟基硅油选自25℃粘度30‑1000mPa·s，羟基质量分数为3％～11％的羟基硅油。本发明提供的组合物固化后，可以得到高强度、韧性适中的硅橡胶印模材料，拉伸强度大于3.5MPa，撕裂强度大于9kN/m。

Description

一种缩合型室温硫化硅橡胶组合物及其制备方法

技术领域

本发明属于硅橡胶技术领域，具体涉及一种缩合型室温硫化硅橡胶组合物。

背景技术

双组份室温硫化型硅橡胶在制模材料、防护涂料、泥塑及儿童玩具等领域的应用十分普遍，因其具有生理惰性、无毒无气味、机械强度佳以及在硫化过程中尺寸稳定性好等特点，尤其适合用于口腔医学中的牙齿印模材料。双组份硅橡胶主要分为两种：加成型和缩合型。

印模材料的强度在临床上主要表现为拉伸性能和撕裂强度，印模材料具有良好的强度，就可以保证印模从口腔中取出时保持完整性。

硕士论文(缩合型硅橡胶印模材料的合成与分析，王苏豫，第四军医大学)报道了一种缩聚型硅橡胶印模材料，最优配方CSR-I缩合型硅橡胶口腔印模材料拉伸强度为1.13±0.05MPa，撕裂强度为4.10±0.58KN/m。

文献(聚硅氧烷口腔印模材料的研制与性能，张亮，中国医疗设备)报道了一种缩聚型硅橡胶印模材料，固化时间10min，拉伸强度为1.19MPa，撕裂强度为3.87kN/m。

专利文献CN 110183854 B公开了一种腻子型硅橡胶组合物及其制备方法和应用，本发明提供的腻子型硅橡胶材料为双组份材料，可通过改变交联组分和催化组分的配比得到与实际应用相匹配的操作时间和固化时间，通过硅油和生胶的协同配合实现腻子形态和材料机械性能的可控，且固化反应不局限于铂催化的硅氢加成。但缩合型腻子型硅橡胶的拉伸强度只有2.1MPa，撕裂强度只有5kN/m。

硅橡胶印模一般采用两步法印模技术，先用腻子型硅橡胶取初印模；凝固后，再加入流动性轻质硅橡胶取第二次印模，即终印模。印模材料的强度在临床上主要表现为拉伸性能和撕裂强度。印模材料具有良好的强度，就可以保证印模从口腔中取出时保持完整性。对于一些印模材料用量较少、印模厚度较薄的区域，例如牙龈沟，材料的拉伸和撕裂强度就显得尤为重要。要提高印模材料的强度，可以通过提高甲基硅油的分子量和加入填料的方法。但是，基础聚合物的分子量过高或填料过多会使材料的粘度过大，影响操作性能。所以，如何制备一具有优异力学性能的初次印模材料很有必要。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种缩合型室温硫化硅橡胶组合物，该组合物固化后，拉伸强度和撕裂强度高，可以有效提高硅橡胶初次印模材料强度。

本发明的第二个目的是提供一种制备缩合型室温硫化硅橡胶组合物的方法。

为实现第一个目的，本发明的技术方案是：一种缩合型室温硫化硅橡胶组合物，以端羟基聚二甲基硅氧烷为主要原料，辅以交联剂、催化剂、填料、其他助剂制备而成，由基胶(A组分)和固化剂(B组分)两组分组成，按重量份计包括：

B组分：

A、B组分重量比为：100/2.0～4.0

本发明所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷选自25℃粘度为1000-20000mPa.s的端羟基聚二甲基硅氧烷中的一种或者至少两种的组合。

所述增塑剂1为液体石蜡、二甲基硅油、甲基苯基硅油、白油或邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯等中的至少一种。

所述增塑剂2为微晶蜡、氯化石蜡、大豆蜡或半精炼石蜡等中的至少一种。

所述结构控制剂为低粘度羟基硅油选自25℃粘度30-1000mPa·s，羟基质量分数为3％～11％的羟基硅油，如203羟基硅油(羟基含量约8％)、209羟基硅油(羟基含量6-11％)等。

所述交联剂优选二氧化硅的质量百分数分别为28％、32％、40％的硅酸乙酯28、硅酸乙酯32、硅酸乙酯40等中的一种或一种以上的混合物。

所述填料包括增容填料和补强填料，增容填料优选硅微粉、纳米碳酸钙、高岭土、硅藻土等中的一种或一种以上的混合物；补强填料优选气相法疏水白炭黑、沉淀法疏水白炭黑等中的一种或者两者的混合物。

所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯等中的一种或者一种以上的混合物。

所述硅氧烷选自25℃粘度为500000-1000000mPa.s的甲基封端的聚二甲基硅氧烷。如：201甲基硅油等。

为实现第二个目的，本发明提供一种制备缩合型室温硫化硅橡胶组合物的方法，包括以下步骤：

(1)A组分：将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、增塑剂1、结构控制剂、交联剂在常温下加入到双行星搅拌器中，搅拌均匀，然后分批加入填料，分散，均匀，即可得A组分。

(2)B组分：将催化剂、增塑剂2、硅氧烷、颜料在室温下搅拌均匀，即可得B组分。

本发明提供的制备方法可以得到高强度，韧性适中的硅橡胶印模材料，使用本方法制备的硅橡胶的拉伸强度大于3.5MPa，撕裂强度大于9kN/m。

具体实施方式

下面通过以下实施例对本发明作进一步说明，但并不构成对本发明的限制。

实施例1

A组分：使用双行星将100份α，ω-二羟基聚二甲基硅氧(20000mPa·s)、20份氯化石蜡、10份羟基硅油、5.5份硅酸乙酯在常温下搅拌1h，分批加入60份疏水的气相白炭黑和150份硅微粉，每次搅拌30min，加完填料后继续搅拌2h，出料。

B组分：将5份双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯、3份微晶蜡、8份聚二甲基硅氧烷、1份颜料在室温下搅拌均匀，即可使用。

将20份的A组分和0.4份的B组分手捏混合均匀，放入模具，挤压成型，15min脱模，室温放置12h，测试力学性能。

实施例2

A组分：使用双行星将100份α，ω-二羟基聚二甲基硅氧(20000mPa·s)、20份白油、20份羟基硅油、5.5份硅酸乙酯在常温下搅拌1h，分批加入60份疏水的气相白炭黑和200份硅微粉，每次搅拌30min，最后继续搅拌2h，出料。

B组分：将5份二月桂酸二丁基锡、4份半精炼石蜡、10份聚二甲基硅氧烷、2份颜料在室温下搅拌均匀，即可使用。

将20份的A组分和0.6份的B组分手捏混合均匀，放入模具，挤压成型，15min脱模，室温放置12h，测试力学性能。

实施例3

A组分：使用双行星将65份α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(20000mPa·s)、35份端羟基聚二甲基硅氧烷(1000mPa·s)、30份液体石蜡、20份羟基硅油、6.5份硅酸乙酯在常温下搅拌1h，分批加入60份疏水的气相白炭黑和150份硅微粉，每次搅拌30min，最后继续搅拌2h，出料。

B组分：将5辛酸亚锡、5份半精炼石蜡、15份聚二甲基硅氧烷、3份颜料在室温下搅拌均匀，即可使用。

将20份的A组分和0.8份的B组分手捏混合均匀，放入模具，挤压成型，15min脱模，室温放置12h，测试力学性能。

实施例4

A组分：使用双行星将100份α，ω-二羟基聚二甲基硅氧(80000mPa·s)、10份液体石蜡、10份羟基硅油、5.5份硅酸乙酯在常温下搅拌1h，分批加入50份疏水的气相白炭黑和250份硅微粉，每次搅拌30min，最后继续搅拌2h，出料。

B组分：将5二月桂酸二丁基锡、3份微晶蜡、8份聚二甲基硅氧烷在室温下搅拌均匀，并加入少量颜料和香料，即可使用。

将20份的A组分和0.6份的B组分手捏混合均匀，放入模具，挤压成型，15min脱模，室温放置12h，测试力学性能。

实施例5

A组分：使用双行星将25份α，ω-二羟基聚二甲基硅氧(80000mPa·s)、75份端羟基聚二甲基硅氧烷胶(20000mPa·s)、20份白油、20份羟基硅油、5.5份硅酸乙酯在常温下搅拌1h，分批加入60份疏水的气相白炭黑和150份硅微粉，每次搅拌30min，最后继续搅拌2h，出料。

B组分：将5份辛酸亚锡、3份微晶蜡、8份聚二甲基硅氧烷在室温下搅拌均匀，并加入少量颜料，即可使用。

将20份的A组分和0.6份的B组分手捏混合均匀，放入模具，挤压成型，15min脱模，室温放置12h，测试力学性能。

对比例1

参考专利文献CN 110183854 B中的实施例5制备，腻子型缩聚硅橡胶印模材料。

将交联组分和催化剂组分以质量比1∶1混合，常温固化，室温放置12h，测试力学性能。

实施例1-5对比了以不同粘度的端羟基聚二甲基硅氧烷胶以及复配的端羟基聚二甲基硅氧烷胶为主要原料制备的脱醇型室温缩合硅橡胶印模材料，这五种不同的印模材料的具体性能如表1所示。由表1看出，当采用单一粘度的端羟基聚二甲基硅氧烷或不同粘度的端羟基聚二甲基硅氧烷进行复配时，材料具有高的拉伸强度和撕裂强度，可以有效提高初次印模的完整性和准确性。本发明的缩合型腻子型硅橡胶为初次印模材料提供了一种新的选择。表1 实施例及对比例力学性能

实验编号	硬度(邵A)	拉伸强度(MPa)	撕裂强度(kN/m)
				实施例1	85	3.54	9.33
实施例2	88	3.68	9.47
				实施例3	88	4.13	9.91
实施例4	83	3.52	9.28
				实施例5	85	3.96	9.67
对比例1	46	2.2	5.1

Claims (8)

1.一种缩合型室温硫化硅橡胶组合物，由基胶(A组分)和固化剂(B组分)两组分组成，其特征是按重量份计包括：

A组分：

B组分：

A、B组分重量比为：100/2.0～4.0

所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷选自25℃粘度为1000-20000mPa.s的端羟基聚二甲基硅氧烷中的一种或者至少两种的组合；

所述增塑剂1为液体石蜡、二甲基硅油、甲基苯基硅油、白油或邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯中的至少一种；

所述增塑剂2为微晶蜡、氯化石蜡、大豆蜡或半精炼石蜡中的至少一种；

所述结构控制剂为低粘度羟基硅油选自25℃粘度30-1000mPa·s，羟基质量分数为3％～11％的羟基硅油。

2.根据权利要求1所述的缩合型室温硫化硅橡胶组合物，其特征是所述交联剂选自二氧化硅的质量百分数分别为28％、32％、40％的硅酸乙酯28、硅酸乙酯32、硅酸乙酯40中的一种或一种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的缩合型室温硫化硅橡胶组合物，其特征是所述所述填料包括增容填料和补强填料。

4.根据权利要求3所述的缩合型室温硫化硅橡胶组合物，其特征是所述增容填料为硅微粉、纳米碳酸钙、高岭土、硅藻土中的一种或一种以上的混合物。

5.根据权利要求3所述的缩合型室温硫化硅橡胶组合物，其特征是所述补强填料为气相法疏水白炭黑、沉淀法疏水白炭黑中的一种或者两者的混合物。

6.根据权利要求1所述的缩合型室温硫化硅橡胶组合物，其特征是所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯中的一种或者一种以上的混合物。

7.根据权利要求1所述的缩合型室温硫化硅橡胶组合物，其特征是所述硅氧烷选自25℃粘度为500000-1000000mPa.s的甲基封端的聚二甲基硅氧烷。

8.一种制备权利要求1～7之一所述的缩合型室温硫化硅橡胶组合物的方法，其特征是包括以下步骤：

(1)A组分：将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、增塑剂1、结构控制剂、交联剂在常温下加入到双行星搅拌器中，搅拌均匀，然后分批加入填料，分散均匀，即可得A组分；

(2)B组分：将催化剂、增塑剂2、硅氧烷、颜料在室温下搅拌均匀，即可得B组分。